Ученые смогут точнее предсказывать космическую погоду

Международный коллектив астрофизиков изучил возникновение ионных дыр в хвосте земной магнитосферы и оценил их влияние на космическую погоду. Они установили, что ионные дыры распространяются наклонно к локальному магнитному полю. Результаты исследования позволят лучше понять физику околоземной плазмы, определяющую космическую погоду в околоземном пространстве и в полярных областях Земли.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters. Околоземное пространство заполнено плазмой. Ее поведение влияет на погоду в этом пространстве, другими словами — на космическую погоду. Чтобы предсказать, как она изменится, важно знать, какие волны существуют в плазме и как они себя ведут. Ученые насчитывают более десятка типов различных волн, один из них — уединенные волны с отрицательной полярностью, или ионные дыры.

До недавнего времени этот тип волн практически не исследовали, однако запуск спутниковых миссий нового поколения, оснащенных более точными приборами, позволил провести их детальные измерения. Сегодня ученые собирают статистику волн, изучают их основные параметры, чтобы понять, насколько эти волны важны для космической погоды и как построить модель ее предсказания в околоземном пространстве.

Чтобы собрать статистику ионных дыр, американские и российские исследователи под руководством профессора Форреста Мозера из Калифорнийского университета использовали данные четырех космических спутников. Оказалось, что этих волн много в хвосте земной магнитосферы, на ее ночной стороне. Именно с этой стороны начинают движение частицы плазмы, которые высыпаются на Землю в виде, например, авроральных сияний, известных нам как северные. На всех четырех космических аппаратах Magnetospheric Multiscale (MMS) Mission наблюдалось 150 ионных дыр вокруг потока быстрой плазмы в плазменном слое Земли.

Перед исследователями стояла задача зарегистрировать одну и ту же волну на соседних аппаратах миссии MMS, чтобы рассчитать ее скорость и направление распространения. Соединив эти данные с измерениями магнитного поля, ученые установили, что наблюдаемые волны могут распространяться под значительными углами к магнитному полю. Большие углы наклона позволяют волнам эффективно рассеивать и нагревать частицы плазмы. В свою очередь, потоки заряженных частиц способствуют образованию наблюдаемых волн.

Источник: Naked-Science